Для большинства радиолюбителей конструирующих выходные каскады на транзисторах может быть интересным применить в своих конструкциях одну из разработок фирмы STMicroelectronics - это мощный N-канальный полевой транзистор SD2933, который предназначен для работы в линейных усилителях мощности на частотах до 150МГц при напряжении питания в 50 вольт - рис.1.
Данный транзистор специально разрабатывался для применения в выходных каскадах усилителей мощности на частотах до 30 МГц, Он имеет выходную мощность до 450 Вт при коэффициенте усиления - 20дб и КПД транзистора от 50 до 60%. Транзистор выполнен в корпусе М177 имеющим тепловое сопротивление кристалл - корпус 0,27°C/W.
Рис.1.
Мощный N-канальный полевой транзистор SD2933 имеет максимальную рассеиваемую мощность 640Вт при максимальном напряжении сток-исток - 150В и максимальный ток стока - 40А. Все приведенные параметры сохраняются при высокой температурной стабильности транзистора.
В таблице 1 и 2 приведены параметры транзистора SD2933. Для сохранения правильности данных приводимой фирмой-изготовителем все данные, приводимые в таблицах останутся без изменения.
Таблица 1. Absolute maximum ratings (Tcase = 25°C)
|
Symbol |
Parameter |
Value |
Unit |
|
V(BR)DSS |
Drain Source Voltage |
125 |
V |
|
Vdgr |
Drain-Gate Voltage (Rgs = 1 MΩ) |
125 |
V |
|
Vgs |
Gate-Source Volatge |
±20 |
V |
|
Id |
Drain Current |
40 |
A |
|
Pdiss |
Power Dissipation |
648 |
W |
|
Tj |
Max. Operating Junction Temperature |
200 |
°C |
|
Eas |
Avalanche Energy, Single Pulse (Id = 60 A) |
1500 |
mJ |
|
Ear |
Avalanche Energy, Repetitive |
50 |
mJ |
|
TSTG |
Storage Temperature |
-65 to+150 |
°C |
|
Rth(j-c) |
Junction -Case Thermal Resistance |
0.27 |
°C/W |
Таблица 2.1. Electrical specification (Tcase = 25°C) - Static
|
Symbol |
Test Conditions |
Min. |
Тур. |
Max. |
Unit |
|
V(BR)DSS |
VGS = 0 V IDS = 200 mA |
125 |
|
|
V |
|
Idss |
VGS = 0 V VDS = 50 V |
|
|
100 |
m
А |
|
Igss |
VGS = 20 V VDS = 0 V |
|
|
500 |
nA |
|
Vgs(q) |
VDS = 10 V ID = 250 mA |
1.5 |
|
4 |
V |
|
Vds(on) |
VGS = 10 V ID = 20 A |
|
|
3 |
V |
|
Gfs |
Vds = 10 V Id = 10 A |
10 |
|
|
mho |
|
Ciss |
Vgs = 0 V Vds = 50 V f = 1 MHz |
|
1000 |
|
pF |
|
Coss |
Vgs = 0 V Vds = 50 V f = 1 MHz |
|
372 |
|
pF |
|
Crss |
Vgs = 0 V Vds = 50 V f = 1 MHz |
|
29 |
|
pF |
На рис.2. показана схема выводов транзистора SD2933.
Таблица 2.2. Electrical specification (Tcase = 25°C) - Dynamic
|
Symbol |
Test Conditions |
Min. |
Тур. |
Max. |
Unit |
|
Pout |
Vdd = 50V Idq = 250 mA f = 30MHz |
300 |
400 |
|
W |
|
Gps |
Vdd = 50V Idq = 250 mA POUT = 300W f = 30MHz |
20 |
23.5 |
|
dB |
|
h
D |
Vdd = 50 V Idq = 250 mA POUT = 300 W f = 30 MHz |
50 |
65 |
|
% |
|
Load Mismatch |
Vdd = 50V Idq = 250 mA POUT = 300W f = 30MHz All Phase Angles |
3:1 |
|
|
VSWR |
В таблице 3 приведена зависимость параметров сопротивления транзистора от частоты.
Таблица 3. Impedance data
|
FREQ |
Zin (Ω)Z |
Zdl (Ω) |
|
30 MHz |
1.8 - 0.2 |
2.8 + j 2.3 |
|
108 MHz |
1.9 + j 0.2 |
1.6 + j 1.4 |
|
175 MHz |
1.9 + j 0.3 |
1.5 + j 1.6 |
Рис.3.
На рис.3 показана зависимость выходной мощности от напряжения и подводимой мощности на вход данного выходного каскада выполненного на транзисторе SD2933.
Схема выходного каскада выполненного на полевом транзисторе, на транзисторе SD2933 на 30 МГц показана на рис.4.
Все параметры деталей применяемых в схеме выходного каскада усилителя мощности приведены в таблице 4.
Таблица 4.
|
C1,C9 |
0.01 µF / 500 V SURFACE MOUNT CERAMIC CHIP CAPACITOR |
|
C2, C3 |
750 pF ATC 700B SURFACE MOUNT CERAMIC CHIP CAPACITOR |
|
C4 |
300 pF ATC 700B SURFACE MOUNT CERAMIC CHIP CAPACITOR |
|
C5,C10,C11,C14,C16 |
10000 pF ATC 200B SURFACE MOUNT CERAMIC CHIP CAPACITOR |
|
C6 |
510 pF ATC 700B SURFACE MOUNT CERAMIC CHIP CAPACITOR |
|
C7 |
300 pF ATC 700B SURFACE MOUNT CERAMIC CHIP CAPACITOR |
|
C8 |
175-680 pF TYPE 46 STANDARD TRIMMER CAPACITOR |
|
C12 |
47 µF / 63 V ALUMINUM ELECTROLYTIC RADIAL LEAD CAPACITOR |
|
C13 |
1200 pF ATC 700B SURFACE MOUNT CERAMIC CHIP CAPACITOR |
|
C15 |
100 µF / 63 V ALUMINUM ELECTROLYTIC RADIAL LEAD CAPACITOR |
|
R1,R3 |
1 K OHM 1 W SURFACE MOUNT CHIP RESISTOR |
|
R2 |
560 OHM 2 W WIRE-WOUND AXILS LEAD RESISTOR |
|
T1 |
HF 2-30 MHz SURFACE MOUNT 9:1 TRANSFORMER |
|
T2 |
RG - 142B/U 50 OHM COAXIAL CABLE OD = 0.165[4.18] L 15"[381.00] COVERED WITH 15"[381.00] TINNED COPPER TUBULAR BRAND 13/65" [5.1] WIDTH |
|
L1 |
1 3/4 TURN AIR-WOUND 16 AWG ID = 0.219 [5.56] POLY-COATED MAGNET WIRE |
|
L2 |
1 3/4 TURN AIR-WOUND 12 AWG ID = 0.250 [6.34] BUS BAR WIRE |
|
RFC1,RFC2 |
3 TURNS 14 AWG WIRE THROUGH FAIR RITE TOROID |
|
FB1 |
SURFACE MOUNT EMI SHIELD BEAD |
|
FB2 |
TOROID |
|
PCB |
ULTRALAM 2000. 0.030" THK, εr = 2.55, 2 Oz ED CU BOTH SIDES |
Печатная плата выходного каскада усилителя приведена на рис 5.
Рис.5.
Раскладка деталей на печатной плате, а также выполнение всех монтажных работ при сборке усилителя показано на рис.6.
Рис.6.
Материал подготовил Ю. Погребан, (UA9XEX).
